冰川土壤中的微生物是冰冻圈生态系统中的重要组成部分。南极纳尔逊冰川四周环海，临近海洋的物质输送和其他因素扰动改变了近岸土壤中部分理化因子，从而对土壤中的微生物群落产生影响。本研究采集了南极纳尔逊冰川不同近海距离处的土壤样品，并对其进行了细菌和古菌V4区扩增子测序以及宏基因组测序，探讨了不同近海距离的冰川土壤中的微生物群落结构和代谢潜能。物种多样性结果显示，不同位点的土壤微生物群落组成有所差异，但变形菌门、放线菌门、拟杆菌门等在冰川土壤样品中普遍存在且相对丰度较高。宏基因组分析结果显示，不同近海距离的冰川土壤微生物群落的功能基因分布不同，且能量代谢和跨膜运输等代谢途径的基因的丰度随着采样位点远离海洋而降低。冰川土壤中碳、氮、硫代谢分别以还原性柠檬酸循环、反硝化、同化硫酸盐还原途径为主，其中反硝化途径基因在所有样品中丰度较高。通过分箱组装获得了含有反硝化功能基因的基因组bin＿71,并重构了其核心的代谢通路。本研究初步揭示了南极纳尔逊冰川土壤中微生物的群落结构及代谢潜能，为后续南极冰川土壤新物种的发现、功能基因的挖掘、以及探究全球气候变暖下海洋对沿海生态系统的影响提供了基础数据。

以大兴安岭多年冻土区泥炭地为研究对象,通过室内模拟增温实验,研究温度升高对不同深度（0—150 cm）土壤氮循环功能基因丰度的影响。同时针对0—20 cm和20—40 cm土壤设置两个水分处理,分别为土壤原始含水量和淹水状态,研究水分变化对表层土壤氮循环功能基因丰度的影响。结果表明温度升高显著提高了活动层（0—60 cm）、过渡层（60—80 cm）、永冻层（80—100 cm）中nifH、nirK基因丰度,温度升高显著提高了活动层（0—40 cm）和过渡层（60—80 cm）中nirS基因丰度。温度升高显著提高了过渡层（60—80 cm）NH+4-N和较深永冻层（140—150 cm）NO-3-N的含量,但降低了过渡层（60—80 cm）NO-3-N和较深永冻层（120—150 cm）NH+4-N的含量,相关性分析表明,NH+4-N含量与nifH和nirS基因丰度呈显...

冰冻圈独特而极端的生态环境蕴藏着丰富的微生物资源,保存了关于古微生物多样性和进化历史的珍贵记录。气候变化和人类活动正在对全球生态系统造成显著影响,冰冻圈加速消融缩减使原本冻存其中的微生物被"解封",一些微生物适应新的环境条件从而复苏存活,随之构成对生态环境和人类健康的未知威胁。为此,亟待联合多学科研究力量,调查研究冰冻圈微生物资源,解析其中病原微生物的致病和传播机制,充分评估休眠微生物复苏释放带来的生物安全风险。

高寒草甸是青藏高原面积最大的草地类型,对全球生态环境的影响十分巨大。然而在外界干扰下,使得本身就很脆弱的高寒草甸发生了不同程度的退化。为探究翻耕补播对土壤微生物的影响,以疏勒河上游不同季节(4月、6月、9月)原生高寒草甸、退化草甸和翻耕补播草甸土壤为对象,研究了土壤可培养细菌数量的季节变化及其影响因素。结果表明:研究区域可培养细菌数量介于4.3×10～6～4.5×10～7CFU·g-1之间,不同季节退化草甸与翻耕补播草甸土壤细菌数量均显著低于原生高寒草甸,且不同类型高寒草甸生态系统下可培养细菌具有明显的季节差异:原生高寒草甸生态系统下土壤细菌在6月生物量最高,4月最低;而退化草甸与翻耕补播草甸土壤细菌生物量并没有表现出明显的季节波动;相关分析表明,可培养细菌数量与土壤全氮、植被盖度及土壤含水量存在极显著正相关关系。研究发现,翻耕补播措施并没有恢复该区域微生物数量,研究结果对于认识高寒草甸生态系统的退化成因,判断恢复措施的有效性和合理性具有重要意义。

【背景】土壤微生物是土壤生物中的重要成分,参与了土壤生态系统中关键的生物化学循环过程。但是关于寒温带多年冻土土壤微生物的研究还比较薄弱。【目的】探究大兴安岭多年冻土土壤中微生物的多样性和种群结构。【方法】利用MiSeq高通量测序技术对黑龙江大兴安岭地区呼中保护区落叶松冻土和樟子松林冻土土壤样品进行测序。【结果】在落叶松冻土和樟子松林冻土土壤中,相对丰度最高的优势菌群的组成基本一致,在门水平有疣微菌门(Verrucomicrobia)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、绿菌门(Chlorobi)、Parcubacteria、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)10个细菌门类,其中,疣微菌门(Verrucomicrobia)在樟子松林土壤中的相对丰度较多,变形菌门(Proteobacteria)在落叶松林土壤中的相对丰度较多。通过α多样性分析可知,落叶松冻土土壤微生物的群落多样...

在气候变暖及人类活动的双重干扰下,疏勒河上游冻土发生了显著退化,具体表现为活动层厚度加大、植被退化等。然而,关于冻土退化对微生物的影响还未见报道。本文以疏勒河上游不同季节（4月、6月、9月）、不同退化程度冻土为对象,研究了可培养细菌数量的季节性变化及其影响因素。结果表明:研究区域可培养细菌数量介于0.4×10～75.3×10～7CFU·g-1,3个月份土壤可培养细菌数量均随冻土退化程度增加而显著下降,且同种类型冻土6月份样品中可培养细菌数量最多,但不同类型冻土细菌数量的季节变化未表现出一致的规律性。相关性分析表明,可培养细菌数量与土壤含水量、总氮呈极显著正相关,与有机碳呈显著正相关。这些结果表明,伴随着冻土退化而发生的地上植被逆向演替过程中,青藏高原不同类型冻土间已产生较大的环境异质性如土壤碳氮及含水量,进一步可能导致冻土微生物数量分异。研究结果为利用微生物综合评价青藏高原不同类型冻土的生态环境提供了数据基础。

冻土土壤中的甲烷代谢微生物可氧化或产生甲烷,影响着甲烷所参与的碳循环过程,对于全球温室气体的释放和调节具有重要的作用.对祁连山冻土区土壤活动层与冻土层中的甲烷代谢微生物产甲烷菌(Methanogens)和甲烷氧化菌(Methanotrophs)的群落结构组成进行研究.通过对产甲烷菌的mcrA基因和甲烷氧化菌的pmoA基因进行PCR扩增,分别构建其基因克隆文库,并通过序列同源比对进行系统发育分析和多样性分析.结果显示:冻土土壤活动层中的产甲烷菌包括Rice cluster Ⅰ、Methanosarcinaceae、Methanomicrobiales、Methanosaetaceae、Methanobacteriaceae五种类型,而在土壤冻土层则包括了Rice cluster Ⅰ、Methanosarcinaceae、Methanobacteriaceae三种类型.土壤活动层的甲烷氧化菌由隶属于α-Proteobacteria(Type Ⅱ)的Methylocystis和隶属于γ-Proteobacteria(Type Ⅰ)的Methylobacter两种类型群体组成,而土壤冻土层中则...

【目的】冻土区储存着大量的有机碳,全球气候的变化导致冻土不断融解退化,土壤微生物对冻土有机碳的分解作用在一定程度上将会加重全球温室效应。在研究中,为了解冻土区土壤微生物的分布与多样性,对青藏高原冻土区垂直剖面中的微生物组成进行研究。【方法】采用分子生物学方法,对剖面土壤样品中的古菌与细菌的16S r RNA基因和真菌的ITS序列进行PCR扩增,并分别构建其基因文库,通过序列的同源性比较进行系统发育学分析和多样性指数分析。【结果】垂直剖面土壤中古菌序列分别属于泉古菌(Crenarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota)两个门,它们分别占克隆序列总数的29.0%和71.0%;其中泉古菌门只包括Group1.3b/MCG-A这一种类型,在古菌序列中所占的比例为29.0%,广古菌门包括4种类型,其中Methanomicrobiales序列在古菌克隆文库中所占比例较高(52.0%);分层位看,冻土活动层古菌优势类群包括Group1.3b/MCG-A、Methanomicrobiales和Methanosaetaceae,过渡层的优势类群包括Group1.3b/MCG-A和Metha...